(57)【要約】【課題】手術ロボット装置のロボットアームに、耐荷重を超える負荷が加わるのを防止することのできる手術支援装置を提供する。【解決手段】被検体の臓器について面像を撮像する撮像部と、臓器重量演算部とを有する手術支援装置とする。臓器重量演算部は、撮像部が撮像した臓器についての画像から臓器の重量を演算し、臓器重量が、被検体を手術するために配置された手術ロボット装置のロボットアームに予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知する。これにより、操作者は、術前に臓器重量が耐荷重を超えているかどうか知ることができるため、臓器重量が耐荷重を超えている場合には術前にロボットアームを交換する等の対策をとることができる。【選択図】図５
2007111126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の臓器についての画像を格納するための画像記憶部と、臓器重量演算部とを有し、
前記臓器重量演算部は、前記画像記憶部の前記臓器についての画像から前記臓器の重量を演算し、該臓器重量が、前記被検体を手術するために用いられる術具に予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知することを特徴とする手術支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の手術支援装置において、前記臓器重量演算部は、前記臓器についての画像から脂肪の容積を算出し、求めた脂肪容積から脂肪重量を求め、前記臓器について予め求めたおいた標準重量と前記脂肪重量とを用いて当該被検体の臓器重量を演算することを特徴とする手術支援装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の手術支援装置において、前記術具は、手術ロボット装置のロボットアームであることを特徴とする手術支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の手術支援装置において、前記手術ロボット装置に使用可能な複数種類の前記ロボットアームについて、それぞれの耐荷重データが格納された耐荷重データ記憶部をさらに有し、
前記臓器重量演算部は、前記手術ロボット装置から現在取り付けられているロボットアームの種類を表す情報を取り込み、該情報の示す種類の対応する耐荷重データを前記耐荷重データ格納部から読み出して、前記判定に用いることを特徴とする手術支援装置。
【請求項５】
請求項４に記載の手術支援装置において、前記臓器重量演算部は、前記耐荷重データ記憶部に格納された耐荷重データが、前記臓器重量よりも大きいロボットアームを選択し、使用可能なロボットアームとして報知する手段を有することを特徴とする手術支援装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれか１項に記載の手術支援装置において、前記臓器重量演算部は、前記手術ロボット装置から手術中にロボットアームに加わっている負荷を示す情報をリアルタイムで取りこみ、該負荷がロボットアームに予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知する手段を有することを特徴とする手術支援装置。
【請求項７】
請求項６に記載の手術支援装置において、前記臓器重量演算部は、前記負荷が耐荷重を超えているものである場合、高負荷作業の中止またはロボットアームの種類の変更を促す表示を表示装置に表示させることを特徴とする手術支援装置。
【請求項８】
被検体を手術するために配置された手術ロボット装置から手術中にロボットアームに加わっている負荷を示す情報をリアルタイムで取りこみ、該負荷がロボットアームに予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知する手段を有することを特徴とする手術支援装置。
【請求項９】
被検体の臓器についての画像を撮像する撮像装置と、臓器重量演算部とを有し、
前記臓器重量演算部は、前記撮像装置が撮像した前記臓器についての画像から前記臓器の重量を演算し、該臓器重量が、前記被検体を手術するために用いられる術具に予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知することを特徴とする手術支援装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の手術支援装置において、前記撮像装置は、磁気共鳴イメージング装置であることを特徴とする手術支援装置。
【請求項１１】
被検体の臓器についての画像を撮像する撮像装置であって、
前記臓器についての画像から前記臓器の重量を演算し、該臓器重量が、前記被検体を手術するために用いられる術具に予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知する臓器重量演算部を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手術ロボット装置を備えた手術支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩと称する）装置やCT装置等の各種撮像装置を用いて手術や診断を支援するシステムが開発されている。例えば、手術中に任意の断層面をリアルタイムで撮像するI-MRI(interventional-MRI、または、Intraoperative-MRIの略称）が行われている。特に、手術時の穿刺モニタリング等のために、術具やポインタで指し示した位置を３次元的に検出し、その位置を含む断面を手術中に撮像する方法（ISC: Interactive Scan Control)が行われている。一方、予めMRI装置で撮像しておいた患者のデータから生成した断面画像に、リアルタイムで検出した術具の先端位置を表示することにより、脳神経外科手術等の高精度な外科手術をナビゲーションする手術ナビゲーションシステムが用いられている。また、ISCと手術ナビゲーションシステムとを組み合わせ、ポインタの先端位置を含む患者画像をリアルタイムで撮像し、手術具の先端位置を示す表示と重畳して表示する手術支援システムも公開されている。
【０００３】
また、術具をロボットアームの先端に取り付けた手術ロボットが開発されている。術者は、内視鏡画像を見ながら操作卓を操作することによりロボットアームを動作させ、躰腔鏡下外科手術を行うことができる。
【０００４】
一方、ＣＴ装置やＭＲＩ装置等によって撮影された画像に基づいて、脂肪部位の面積等を求め、内臓脂肪率を求める手法が特許文献１および２等に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２２２４１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２５４９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
手術ロボットを用いた躰腔鏡下外科手術では、術具で患者の臓器を挟んで持ち上げたり、臓器をすくい上げて位置をずらしたりする手技が行われる。このような手技では、ロボットアームには臓器重量が荷重としてかかるため、この荷重に耐えられる強度のロボットアームを予め選択し、手術ロボットに取り付けておく必要がある。ロボットアームの耐荷重は、設計時に予め定められているが、患者の臓器重量は患者によって異なるため、手術中にどれくらいの荷重が加わるかを正確に予想することは難しい。このため術者は、経験的にロボットアームやメス等の術具を選択し、使用している。
【０００６】
本発明の目的は、手術に用いる術具に、耐荷重を超える負荷が加わるのを防止することのできる手術支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様によれば、以下のような手術支援装置が提供される。すなわち、被検体の臓器についての画像を格納するための画像機億部と、臓器重量演算部とを有し、臓器重量演算部は、臓器についての画像から臓器の重量を演算し、臓器重量が、被検体を手術するために用いられる術具に予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知する手術支援装置である。これにより、操作者は、術前に臓器重量が耐荷重を超えているかどうか知ることができるため、臓器重量が耐荷重を超えている場合には術前に術具を交換する等の対策をとることができる。ここでいう、術具とは、メスや鉗子等のように被検体に直接接触する術具の他、メスや鉗子等を保持して操作する道具、例えば手術ロボット装置のロボットアームを含む。
【０００８】
上記臓器重量演算部は、例えば、臓器についての画像から脂肪の容積を算出し、求めた脂肪容積から脂肪重量を求め、臓器について予め求めたおいた標準重量と脂肪重量とを用いて被検体の臓器重量を演算することができる。
【０００９】
上記術具として、手術ロボット装置のロボットアームを判定の対象にすることができる。
【００１０】
上記手術支援装置は、手術ロボット装置に使用可能な複数種類のロボットアームについて、それぞれの耐荷重データが格納された記憶部をさらに有する構成にすることができる。この場合、臓器重量演算部は、手術ロボット装置から現在取り付けられているロボットアームの種類を表す情報を取り込み、情報の示す種類の対応する耐荷重データを前記格納部から読み出して、判定に用いることができる。また、臓器重量演算部は、記憶部に格納された耐荷重データが複数種類のロボットアームのうち、臓器重量よりも耐荷重が大きいもの選択し、使用可能なロボットアームとして報知することも可能である。
【００１１】
臓器重量演算部は、手術ロボット装置から手術中にロボットアームに加わっている負荷を示す情報をリアルタイムで取りこみ、負荷がロボットアームに予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知することも可能である。
【００１２】
臓器重量演算部は、手術中の負荷が耐荷重を超えている場合、高負荷作業の中止またはロボットアームの種類の変更を促す表示を表示装置に表示させることも可能である。
【００１３】
また、本発明の第２の態様によれば、以下のような手術支援装置が提供される。すなわち、被検体の臓器について面像を撮像する撮像部と、負荷判定部とを有し、負荷判定部は、被検体を手術するために配置された手術ロボット装置から手術中にロボットアームに加わっている負荷を示す情報をリアルタイムで取りこみ、負荷がロボットアームに予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知することを特徴とする手術支援装置である。
【００１４】
本発明の第３の態様によれば、以下のような手術支援装置が提供される。すなわち、被検体の臓器についての画像を撮像する撮像装置と、臓器重量演算部とを有し、臓器重量演算部は、撮像装置が撮像した臓器についての画像から臓器の重量を演算し、臓器重量が、被検体を手術するために用いられる術具に予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知することを特徴とする手術支援装置である。撮像装置としては、磁気共鳴イメージング装置を用いることができる。
【００１５】
本発明の第４の態様によれば、以下のような撮像装置が提供される。すなわち、被検体の臓器についての画像を撮像する撮像装置であって、臓器についての画像から臓器の重量を演算し、臓器重量が、被検体を手術するために用いられる術具に予め定められた耐荷重を超えているかどうかを判定し、判定結果を報知する臓器重量演算部を備えることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【００１６】
操作者は、術前に求めた臓器重量が、手術具の耐荷重を超えているかどうか知ることができるため、耐荷重を超えている場合には術前にロボットアームを交換する等の対策をとることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態の手術支援装置について図面を用いて説明する。
図１および図２に示したように、手術支援装置は、患者１の画像を撮像するＭＲＩ装置やＣＴ装置等の撮像装置８０と、手術ロボット装置３００と、メスや鉗子等の手術具２０４のマーカ２２７および基準マーカ２０９の位置を検出する位置検出器８２と、処理装置９０と、内視鏡装置３４０と、ディスプレイ４０１とを含んでいる。
【００１８】
手術ロボット装置３００は、患者１が搭載されるベッド２８０の側面に設置されたレール２０５と、レール２０５上にそれぞれ設置された２以上の支持台２１６と、支持台２１６上に取り付けられたロボットアーム２１７と、ロボットアーム駆動部２０７と、ロボットアーム制御部２１５と、操作部２１０とを備えている。
【００１９】
ロボットアーム２１７は、支持台２１６に取り付けられるアーム２０６と、アーム２０６に取り付けられたマニピュレータ２０８とを含む。アーム２０６は、患者１を取り囲むように円弧形状であり、マニピュレータ２０８はアーム２０８に沿って移動可能である。また、マニピュレータ２０８は、図３のように、術具２０４等を保持し、保持している手術具２０４等を３次元方向に移動させるための複数の可動機構部２２８を有している。アーム２０６を支持する支持台２１６はロボットアーム駆動部２０７の駆動によりレール２０５に沿って任意の位置まで移動可能であり、これにより、アーム２０６を患者１の体軸方向の任意の位置に配置することができる。マニピュレータ２０８の可動機構部２２８には、それぞれワイヤ２１１が接続されている。ロボットアーム駆動部２０７は、ワイヤ２１１を操作することにより、マニピュレータ２０８を円弧形状のアーム２０６に沿って移動させるとともに、保持する手術具２０４の先端を３次元に移動させ、手術手技を実現することができる。手術具２０４は、メスや鉗子等被検体に接触する道具である。保持する手術具２０４が鉗子等のように可動部を有する手術具である場合には、手術具２０４を開く、閉じる等動作をさせることができる。
【００２０】
２以上のロボットアーム２１７のうちの１つには、内視鏡装置３４０のスコープ部３４４が取り付けられ、所望位置から患者の体内を撮影することができる。他のロボットアーム２１７には、鉗子やメス等の手術具２０４が必要に応じて取り付けられている。ロボットアーム制御部２１５は、図２のように、操作部２１０に対して操作者２１２が行った操作を受け付けて、ロボットアーム駆動部２０７に制御指令を出力する。これにより、受け付けた操作をマニピュレータ２０８に実行させる。
【００２１】
ロボットアーム２１７には、その種類を示すＩＤ番号を記憶した記憶部が備えられている。ロボットアーム制御部２１５には、支持台２１６およびロボットアーム駆動部２０７を介して、ロボットアーム２１７からＩＤ番号を読み込むためのＩＤ検出部３５４が備えられている。
【００２２】
ロボットアーム駆動部２０７には、ワイヤ２１１の操作に要するトルクを検出するトルク検出部３５１が配置されている。これにより、マニピュレータ２０７の可動機構部２２８に加わっている力を検出することができる。
【００２３】
内視鏡装置３４０は、先端のスコープ部３４４と画像処理部４０ａと操作部４０ｂとを有している。スコープ部３４４は、患者１の体内に挿入される対物レンズおよび小型カメラを含む。スコープ部３４４の構造としては、単眼、ステレオのいずれを用いることも可能である。画像処理部４０ａは、小型カメラで撮像された画像データを取り込んで記録するとともに、処理装置９０の表示処理部９５に受け渡し、図４のように、ディスプレイ４０１の表示領域４０５に表示させる。これにより、操作者２１２は、ディスプレイ４０１の内視鏡画像を見ながら、手術ロボット装置３００の操作部２１０を操作することができる。
【００２４】
撮像装置８０は、患者１の画像を撮像する装置であり、ＣＴ装置やＭＲＩ装置を用いる。本実施の形態では、撮像装置８０としてＭＲＩ装置を用いる。ＭＲＩ装置の構造は、周知のものを用いることができるので詳しい説明は省略するが、本実施の形態では３Ｄ撮像が可能なＭＲＩ装置を用いる。
【００２５】
位置検出器８２は、手術具２０４等のマーカ２２７、２０９の位置（座標）を検出することができるものであれば、種々のものを用いることができるが、例えば視差を有する複数のカメラを含み、それぞれカメラでの撮像画像の差分データから位置検出を行う構成のものを用いることができる。
【００２６】
処理装置９０は、撮像装置８０の撮像データを格納するためのデータ記憶部９１と、位置検出器８２の出力を処理する位置検出処理部９２と、撮像装置８０の撮像データから断層画像を再構成する断層画像再構成部９３と、撮像装置８０の撮像データから３Ｄ画像を生成するボリュームレンダリング処理部９４と、生成した画像をディスプレイ４０１に表示させる表示処理部９５と、主制御部９６とを備えている。
【００２７】
データ記憶部９１には、脂肪がついていない臓器の標準重量が、患者の性別、年齢、身長、体重、臓器の種類等ごとに予め格納されている。また、各種のロボットアーム２１７の耐荷重データ、ならびに、撮像装置８０が患者１について撮像した術前画像のデータもデータ記憶部９１に格納されている。
【００２８】
主制御部９６には、臓器重量予測演算部３５０と、手術ナビゲーション部３５２と、ＩＳＣ部３５３とが備えられている。臓器重量予測演算部３５０は、術前に患者１の臓器重量を予測するとともに、術中にロボットアーム２０６にかかる負荷がロボットアーム２０６の耐荷重を超えたかどうかを判定し、警告を行う。
【００２９】
手術ナビゲーション部３５２は、データ記憶部９１の術前画像データを読み出して断層画像再構成部９３またはボリュームレンダリング処理部９４に受け渡し、術前画像データに手術具２０４の先端位置を示す表示を重畳したナビ画像を生成させる。ナビ画像は、図４のようにディスプレイ４０１のナビ表示領域５１６に表示させる。これにより、手術ナビゲーションを実現する。一方、ＩＳＣ部３５３は、手術具２０４の先端位置を含む患者１の断面を撮像装置８０に指定し、この断面画像を撮像装置８０に撮像させる。得られた撮像データは、データ記憶部９１に格納すると共に、断層画像を断層画像再構成部９３に生成させてディスプレイ４０１のＩＳＣ表示領域５１４に表示させる。これにより、ＩＳＣ動作を実現する。
【００３０】
手術ナビゲーション部３５２およびＩＳＣ部３５３が動作に用いる手術具２０４の先端位置は、位置検出部９２が検出した手術具２０４の位置から求めた先端位置、または、手術ロボット装置３００のロボットアーム駆動部２０７の駆動量から求めた手術具２０４の先端位置を用いる。
【００３１】
位置検出部９２による手術具２０４の先端位置の検出は、手術具２０４に取り付けられたマーカ２２７の検出により行われる。マーカ２２７は、３つの反射球または３つの光源からなり、これを位置検出部９２が検出することにより、マーカ２２７の位置を三次元で検出することができる。マーカ２２７と手術具２０４の先端との位置関係は予め把握されている。よって、マーカ２２７の位置を検出することにより手術具２０４の先端位置を検出することができる。なお、位置検出器９２によるマーカ２２７の検出時の基準とするため、固定物（撮像装置８０のガントリ等）に固定した基準マーカ２０９の位置検出も行う。
【００３２】
手術の開始前には、位置検出器８２が検出した手術具２０４のマーカ２２７の位置および手術ロボット装置３００に設定されているロボット座標をそれぞれ、撮像装置８０に設定されている撮像空間座標（画像データの座標）に対応付ける公知の登録処理（レジストレーション）を行っておく。例えば、患者１のマーカ５１が画像データ中に写り込むように撮像装置８０で患者１の３次元画像データを撮像し、患者マーカ５１を手術具２０４で指し示して検出した位置と、３次元画像データ中のマーカ５１の位置とを対応づける座標変換式を求める処理を行う。これにより、位置検出器８２の検出座標と撮像空間座標との変換を行うことが可能になる。また、手術ロボット装置３００のロボットアーム制御部２１５に設定されている座標と、位置検出器８２が検出した手術具２０４の位置座標とを対応づける座標変換式を求めることにより、位置検出器８２の座標とロボット座標との変換を可能が可能になる。この変換式に、位置検出器８２の検出座標と撮像空間座標との変換式をさらに用いることにより、ロボット座標を撮像空間座標に変換することができる。具体的なレジストレーション方法としては、特開２００３−１９０１１７号公報に記載されている技術等を用いることができる。
【００３３】
つぎに、臓器重量予測演算部３５０による、臓器重量予測と警告の動作について図５を用いて詳しく説明する。
臓器重量予測演算部３５０は、術前に臓器重量の予測を行うために、手術で持ち上げる等の手技を行う予定の臓器を含む範囲について３D撮像を行うよう、撮像装置８０に撮像を指示する（ステップ１０１）。撮像範囲等の撮像条件の指定は、操作部９７を介して、操作者２１２から受け付ける。また、データ記憶部９１に当該領域について術前画像データがすでに格納されている場合には、撮像を行わず、そのデータを使用することも可能である。
【００３４】
つぎに、臓器重量予測演算部３５０は、ステップ１０１で得られた画像において、手技を行う臓器の画像領域を特定し、当該臓器画像領域に含まれる体脂肪の領域を抽出し、その容積を求める。求めた容積に予め定めたおいた脂肪比重を掛けることにより、当該臓器の脂肪重量を計算する（ステップ１０２）。体脂肪領域の抽出方法は、操作者２１２が操作部９７を介して脂肪領域の輪郭を指定する方法や、画像の濃度差等から自動検出する方法等、公知の方法を用いる。計算時に設定した体脂肪領域は、ディスプレイ４０１の表示領域５０９に表示し、求めた脂肪重量は、表示領域５０３に表示する。
【００３５】
データ記憶部９１には、脂肪がついていない臓器の標準重量が、患者の性別、年齢、身長、体重、臓器の種類等ごとに予め格納されている。臓器重量予測演算部３５０は、操作部９７を介して当該患者１の性別、年齢、身長、体重、臓器の種類等を受け付け、この条件に一致する当該臓器の標準重量を、データ記憶部９１から読み出す。読み出した臓器の標準重量に、ステップ１０２で算出した脂肪重量を加算し、この患者１の臓器重量を求める（ステップ１０３）
【００３６】
つぎに、臓器重量予測演算部３５０は、現在手術ロボット３００に取り付けられているロボットアーム２１７の種類を示すＩＤ番号を、ロボットアーム制御部２１５のＩＤ検出部３５４から取り込む（ステップ２０４）。データ記憶部９１には、ロボットアーム２１７のＩＤ番号ごとにその耐荷重データが予め格納されている。臓器重量予測演算部３５０は、ロボットアーム制御部２１５から取り込んだＩＤ番号に対応する耐荷重データをデータ記憶部９１から読み出す。ロボットアーム２１７に掛かる最大荷重は、臓器を持ち上げた時の重量に近似できるから、耐荷重とステップ１０３で求めた臓器重量を比較し、耐荷重よりも臓器重量が大きい場合には、耐荷重を超えていることを操作者２１２に報知する画像を、表示処理部９５を介してディスプレイ４０１の表示領域５０２に表示させる。同時に、臓器重量よりも耐荷重が大きい別の種類のロボットアーム２１７のＩＤ番号を、データ記憶部９１に格納されているデータから検索し、使用可能なロボットアーム２１７の候補として、ディスプレイ４０１の表示領域５０２に表示させる。一方、耐荷重が臓器重量よりも大きい場合には、現在のロボットアーム２１７が荷重の観点からは適切であることを、ディスプレイ４０１の表示領域５０２に表示させる。同時に、安全率（＝臓器重量／耐荷重）を計算し、表示領域５０２に表示させる（ステップ１０５）。
【００３７】
操作者２１２は、表示領域５０２の表示を見て、耐荷重よりも臓器重量の方が大きい場合には、候補として表示されている別の種類のロボットアーム２１７の中から所望のものを選択し、現在のロボットアーム２１７と交換して支持台２１６にセットする。臓器重量予測演算部３５０は、取り付けられているロボットアーム２１７のＩＤ番号をロボットアーム制御部２１５から取り込むことにより、適切なロボットアーム２１７が取り付けられたことを確認する（ステップ１０６）。
【００３８】
臓器重量予測演算部３５０がステップ１０６で適切なロボットアーム２１７が取り付けられたことを確認すると、主制御部９６は、ロボットアーム制御部２１５にロボット手術開始を許可する（ステップ１０７）。操作者２１２は、操作部２１０を操作することにより、ロボットアーム２１７を制御して、手術手技を実行する。同時に、主制御部９６の手術ナビゲーション部３５２は、術前画像データに手術具２０４の先端位置を示す表示を重畳したナビ画像を生成させ、ディスプレイ４０１のナビ表示領域５１６に表示させる。ＩＳＣ部３５３は、手術具２０４の先端位置を含む患者断面を撮像装置８０に指定し、この断面画像を撮像装置８０に撮像させ、ＩＳＣ表示領域５１４に表示させる。
【００３９】
臓器重量予測演算部３５０は、ロボットアーム２１７の位置を追跡し（ステップ１０８）、ロボットアーム駆動部２０７が行ったロボットアーム２１７の操作ごとに、ロボットアーム駆動部２０７がワイヤ２１１の駆動に要したトルクをトルク検出部３５１およびロボットアーム制御部２１５を介して受け取る。このトルクと、マニピュレータ２０８の構造上の情報（マニピュレータ２０８の可動機構２２８の支点から作用点までの長さやワイヤ２１１の取り付け位置と支点までの長さ等）とに基づいて、マニピュレータ２０８に現在加わっている荷重（負荷）を計算する（ステップ１０９）。
【００４０】
ステップ１０９で求めた負荷と、ステップ１０６で取り込んだＩＤ番号のロボットアーム２１７の耐荷重とを比較する（ステップ１１０）。耐荷重を超えている場合は、ロボットアーム制御部２１５にロボットアーム２１７の動きを停止させるよう指示する。同時に、ロボットアーム２１７操作者２１２にこれ以上の高負荷作業が不可能なことを警告する表示をディスプレイ４０１の表示領域５０２に表示する（ステップ１１１）。
【００４１】
さらに、操作者２１２に対して、現在の高負荷作業を中止するか、または、更に高耐荷重なロボットアーム２１７への変更するように促す表示を表示領域５０２に表示する（ステップ１１２，１１３）。操作者２１２がどちらも選択しない場合にはロボット手術を終了するかどうかを判断するよう促す表示を表示領域５０２に表示する（ステップ１１４）。また、ステップ１１０において、負荷が耐荷重を超えていない場合には、そのままロボット装置による手術を続行するが、操作者２１２によるロボット手術終了指示があった場合には、終了させる（ステップ１１５）。
【００４２】
上述してきたように、本実施の形態の手術ロボット装置を備えた手術支援装置は、術前画像に基づいて、手術を行う特定臓器の重量を予め計算により求め、現在取り付けられているロボットアーム２１７の耐荷重が当該手術に耐えうるかどうか判断することができきる。また、ロボットアーム２１７が、臓器重量に耐えられない場合には、耐荷重の大きなロボットアームの種類を示唆することができるため、円滑な手術環境を提供することが可能となる。その結果治療の精度を向上させることができる。
【００４３】
また、手術の途中においても、現在ロボットアームに加わっている負荷を検出し、耐荷重を超える場合にはロボットアームの操作を停止させ、負荷の大きな作業の中止や、耐荷重の大きなロボットアームへの交換を促すことができる。これにより、ロボットアームへ耐荷重を超える作業が継続することを防止できるため、機器のトラブルを未然に防ぐことができる。その結果手術における治療時間短縮と治療精度向上両立を可能とし、術者・患者に対する負担も軽減できる効果がある。
【００４４】
なお、上述の実施の形態のステップ１０１〜１１５では、ロボットアームの耐荷重として、ロボットアームに設計時に定められた耐荷重データをそのまま用いたが、この耐荷重に予め定めた安全率（１以下の値）を掛けたものを耐荷重として用いることも可能である。このように安全率を予め掛けた耐荷重を用いることにより、ロボットアームに耐荷重限界の負荷が掛かるのを防止することができる。
【００４５】
また上述の実施の形態では、撮像装置８０としてＭＲＩ装置を用いた例について説明したが、本発明はＭＲＩ装置に限定されるものではない。画像処理によって脂肪量の計算が可能な画像が得られる撮像装置であれば、ＣＴ装置等他の装置を用いた場合であっても、図５のステップ１０１〜ステップ１０５の臓器重量予測演算を行うことが可能である。なお、本実施の形態では、３Ｄ撮像の可能なＭＲＩ装置を用い、脂肪容積を求めたが、３Ｄ撮像ができないＭＲＩ装置であってもよい。この場合、各スライス毎の脂肪面積を求め、スライス厚さを考慮した上で、複数スライスの脂肪面積を積分する等の手法により、脂肪容積を近似的に算出することが可能である。
【００４６】
本実施の形態では、臓器の標準重量に、求めた脂肪重量を加算することにより、臓器重量を求めているが、本発明において臓器重量を算出する方法は、この方法に限定されるものではなく、他の方法を用いることも可能である。例えば、被検体画像から脂肪率を求め、予めデータ記憶部に格納しておいた脂肪率ごとの臓器重量データから、対応する脂肪率の臓器重量データを読み出し、被検体の臓器重量とすることも可能である。脂肪率の算出方法としては、種々の方法を用いることができるが、例えば、脂肪容積を臓器容積で除する方法や、特定の位置の断面の脂肪面積を臓器面積で除して、脂肪率の近似値を用いる方法等の他、公知の方法を用いることもできる。
【００４７】
また、図１に示した手術ロボット装置を備えた手術支援装置では、臓器重量予測演算部３５０が配置された処理装置９０が、撮像装置８０とは別途配置された構成であるが、処理装置９０を撮像装置８０の一部として構成することも可能である。この場合、手術支援装置と手術ロボット装置とを別装置とし、手術支援装置が臓器重量予測演算機能を備える構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態の手術ロボット装置を備えた手術支援装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の手術支援装置において、撮像装置（ＭＲＩ装置）８０のベッド２８０に手術ロボット装置のアーム２０６とマニピュレータ２０８が配置された状態を示す説明図。
【図３】図１の手術ロボット装置のマニピュレータ２０８の構造の一例を示す斜視図である。
【図４】図１の手術支援装置のディスプレイ４０１の表示領域と表示画面例を示す説明図である。
【図５】図１の手術支援装置において、臓器重量予測演算部３５０の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・患者、５１…患者マーカ、８０…撮像装置、８２…位置検出器、９０…処理装置、９１…データ記憶部、９２…位置検出処理部、９３…断層画像再構成部、９４…ボリュームレンダリング処理部、９５…表示処理部、９６…主制御部、９７…操作部、２０４…手術具、２０５…レール、２０６…アーム、２０７…ロボットアーム駆動部、２０８…マニピュレータ、２１０…操作部、２１２…操作者、２１６…支持台、２１７…ロボットアーム、２２７…マーカ、２０９…基準マーカ、２８０…ベッド、３００…手術ロボット装置、３４０…内視鏡装置、３４４…スコープ部、３５０…臓器重量予測演算部、３５１…トルク検出部、４０１…ディスプレイ、５０２、５０３、５０５、５０９、５１４、５１６…表示領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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